Центр ВОСПИ. Надежные решения для России

Статьи

ФОТОН-ЭКСПРЕСС №1 (121) | ФЕВРАЛЬ 2015

Роль и место волоконной оптики
в современном мире. Этапы развития.
Решаемые задачи. Проблемы
и достижения. ЗАО «Центр ВОСПИ».
Планы и перспективы.

Л.П.ПрокофьеваМы беседуем с генеральным директором ЗАО «Центр ВОСПИ» Ларисой Петровной Прокофьевой, заслуженным конструктором России, академиком, профессором, к. т. н.

Ф. Э. Лариса Петровна, Вы и ваша компания стояли у истоков развития волоконно-оптических технологий, сначала в СССР, а позже и в России. Вы не понаслышке знаете о возможностях и проблемах современных волоконно-оптических технологий. Расскажите о современном состоянии дел в этой области.

Л. П. Волоконно-оптические технологии завоевали мир. В первую очередь это относится к связи, телекоммуникациям. Современные волоконно-оптические системы передачи способны передавать огромные объемы информации с терабитными скоростями на большие расстояния.

Кроме телекоммуникационного, связного развиваются и другие направления применения волоконно-оптических технологий. И это, в первую очередь, использование таких технологий в авиации, космических системах, военной технике и т. п..

Преимущества и возможности волоконно-оптических технологий весьма значительны. К таким преимуществам можно отнести невосприимчивость к электромагнитным помехам, отсутствие собственного паразитного излучения, малые габариты и вес, возможность работы в жестких условиях (расширенный диапазон рабочих температур, ударные и вибрационные нагрузки) гальваническая развязка аппаратуры, потенциально высокие скорости передачи и др.

И если в начале своего пути волоконно-оптические технологии развивались в первую очередь в части реального и успешного подтверждения указанных выше возможностей и преимуществ волоконной оптики, то в последнее время на первый план выходят скоростные преимущества аппаратуры с использованием волоконно-оптических технологий, новые функциональные возможности изделий, основанные на некоторых уникальных характеристиках волоконно-оптических технологий. К примеру очень малое затухание информационного сигнала.

Наши заказчики убедились, что цифровые технологии обеспечивают реальные и качественные преимущества, а развитие техники требует все более высоких

скоростей передачи информации — и тогда становятся востребованными волоконные технологии — необходимо разрабатывать и широко использовать волоконно-оптические системы передачи информации. Таким образом, волоконно-оптические технологии дают реальные преимущества и потому востребованы в самых разных областях. Это, в первую очередь, бортовые авиационные, корабельные, ракетные сети обмена информацией, локальные сети передачи данных в комплексах ПВО и РЛС, фазированные антенные решетки РЛС и др.

Ф. Э. Казалось бы, чего проще — бери решения, комплектующие, аппаратуру, разработанную для телекоммуникаций, связи и ставь в военную технику?

Наши устройства широко используются на подводных лодкахЛ. П. Не все так просто. Все гораздо сложней. Решения для военной техники должны удовлетворять жестким требованиям и имеющиеся решения для «гражданских» задач здесь, как правило, не проходят.

В первую очередь, необходимо обеспечить повышенные требования по надежности и долговечности. В том числе в условиях расширенного температурного диапазона, высокая влагостойкость, стойкость к большим линейным и вибрационным нагрузкам. Надо не только разработать и выпустить заказанные изделия, не менее сложно их испытать, подтвердить заявленные параметры, обеспечить серийный выпуск с необходимыми параметрами. Есть и другие требования и специфика. Желательно минимальное использование импортных комплектующих. Задача не простая и требующая серьезных затрат и времени и соответствующего финансирования.

В настоящее время мы находимся на очень интересном и важном этапе развития: есть понимание важности и преимуществ волоконно-оптических технологий, важности и необходимости развития всего комплекса задач, решаемых при помощи волоконно-оптических технологий. Это с одной стороны. С другой стороны имеется понимание, как необходимо двигаться для решения таких задач, опыт и уверенность в решении этих задач, имеются коллективы, компании, специалисты готовые решить эти задачи.

Это, например, компания ЗАО «Центр ВОСПИ».

Ф. Э. Лариса Петровна, расскажите о вашей компании.

Л. П. ЗАО «Центр ВОСПИ», созданное на базе научно-технического центра Радиотехнического института им. А. Л. Минца, занимается волоконной оптикой с 1986 г. Первоначально НТЦ отвечал за координацию работ по отраслевой программе развития волоконно-оптической техники Минрадиопрома, затем

мы начали проводить собственные ОКР.

Ф. Э. Не секрет, что многие предприятия, успешно занимавшиеся развитием этого направления техники, перестали существовать в «перестроечные» 90-е годы. Как удалось сохранится вашему предприятию?

Л. П. Да, эти годы были трудными. Было прекращено финансирование отраслевых программ, а вскоре и сами отрасли были ликвидированы. На исследования новых направлений средства не выделялись, число ОКР резко сократилось. Главные конструкторы проектов для минимизации расходов и рисков старались использовать старые решения, отработанные еще в СССР. Это привело к практически полному прекращению исследований и разработок аппаратуры с использованием волоконно-оптических технологий, до этого успешно развивавшихся в оборонных отраслях. На предприятиях, ради освобождения площадей под сдачу их в аренду, закрывались соответствующие подразделения, специалисты увольнялись, технологическое оборудование списывалось и выбрасывалось на свалку.

Эта судьба не миновала и РТИ им. Минца. Пришлось и нашему коллективу искать пристанища на новом месте. В это же время коллектив пополнился опытными специалистами, которых мы знали по проектам отраслевых программ. Руководители Министерства связи в этот период пошли по пути развития волоконно-оптических каналов связи страны на основе использования аппаратуры западных компаний, что также остановило отечественные разработки. В этот период от больших НИИ отделились небольшие коллективы специалистов в области фотоники, организовавшие собственные малые предприятия, самостоятельно работающие на рынке электронно-оптической техники (ЗАО «Нолатех», ЗАО «Телаз», ЗАО «Телам», ООО «Дилаз» и др.).

Как нам удалось сохраниться? Очень просто: мы не располагали недвижимостью, серьезными активами, поэтому не были интересны для хищников периода приватизации. Все, что у нас было, это опыт, интеллект и желание добросовестно работать. Мы не пошли под крышу больших предприятий и объединений, не брали кредитов, жили и развивались на заработанные средства и упорно завоевывали репутацию на рынке.

К счастью, среди руководителей Министерства обороны, отвечавших за развитие новой техники, нашлись дальновидные и грамотные люди, даже в эти трудные годы поддержавшие программу разработок волоконно-оптической техники. Среди них необходимо с благодарностью отметить Ситнова А. П., Михеева В. Г., Баранова Н. А., Остапенко С. Н., Тюлина А. Е. ОКР, проведенные в этот период, не только помогли коллективу выжить, но и легли в основу последующих разработок на десяток лет.

На рубеже ХХI века отношение руководителей и главных конструкторов систем к волоконно-оптической технике начало меняться: успехи немногочисленных отечественных проектов и лавина успешных зарубежных проектов убедительно показывали, что эта техника может быть надежна, долговечна и сулит массу преимуществ, недоступных традиционным технологиям. Волокно начало пробивать себе путь на борт самолетов, морских судов, наземных комплексов. В этот период наше предприятие успешно провело комплекс работ для ОАО «КБ Сухого», разработав необходимую элементную базу для скоростных бортовых авиационных оптических сетей. Была одновременно проведена разработка гигабитных приемных, передающих, приемопередающих модулей, бортового кабеля, оптических соединителей авиационного стандарта. Все эти изделия освоены в производстве и выпускаются серийно. Сегодня на их основе многочисленными КБ разрабатывается самая различная аппаратура для жестких условий эксплуатации. Считаю своим долгом отметить надежных партнеров в выполнении этих ОКР: коллектив ЗАО «Телаз»(светлой памяти Шейченко В. И.), ОАО «ОКБКП» (главный конструктор ОКР Рубцов Б. Н.), ОАО «Завод Исеть»(главный конструктор Трубицин В. В.).

Ф. Э. Как я понимаю, ваше предприятие разрабатывает не только элементную базу оптоэлектроники. Над чем еще вы работаете?

Л. П. Естественно. Мы давно поняли, что потребителю нужны готовые изделия, а не их элементы. Это сейчас на многих предприятиях созданы подразделения разработки систем волоконно-оптической техники, десять лет назад их еще практически не было. Мы начали разрабатывать и производить аппаратуру для передачи цифровой информации по волокну для различных стандартов и протоколов: медиаконвертеры, коммутаторы, мультиплексеры, активные кабели и целые системы связи. Эта политика вполне себя оправдала.

С выпускаемыми нашим предприятием изделиями проще познакомиться на нашем сайте www.centervospi.ru.

Ф. Э. В следующем году вашему предприятию исполнится 30 лет. Над чем вы работаете сейчас?

Л. П. Кроме разработки и производства аппаратуры и компонентов для волоконно-оптических локальных информационно-вычислительных сетей мы работаем над развитием широкополосных аналоговых волоконно-оптических линий передачи СВЧ-сигналов. Это направление техники, по нашему мнению, сулит большие перспективы. Все разрабатываемые нами изделия отвечают требованиям индустриального исполнения и предназначены для жестких условий эксплуатации.

Есть опыт разработки и изготовления прецизионных линий задержки на основе оптического волокна.

Ведется разработка радиотелеметрических цифровых систем регистрации.

Ведутся работы по созданию отечественных вращающихся оптических соединителей с диапазоном рабочих температур от минус 50 до 65ºС с одноканальным двунаправленным принципом передачи цифровой информации.

Нашими заказчиками и потребителями являются:

 

  • ОАО «ГСКБ «Алмаз-Антей»
  • ОАО «ОКБ Сухого»,
  • ОАО «Концерн «Моринформсистема — Агат»,
  • ОАО «ВНИИРА»,
  • НИИП им. В. В. Тихомирова,
  • ОАО «НТП «Нави-Далс»,
  • ОАО ГосМКБ «Радуга» им. А. Я. Березняка,
  • СКБ «Топаз»,
  • ГУП «КБП»,
  • ФГУП «КБточмаш им. А. Э. Нудельмана»,
  • ОАО «КБ «Кунцево»,
  • ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Седакова».

ЗАО «Центр ВОСПИ» имеет лицензии на разработку и производство волоконно-оптических и оптико-электронных систем различного назначения.

Предприятие имеет сертификат на систему менеджмента качества, распространяющуюся на разработку и производство продукции.

Более подробно и обстоятельно о возможностях компании и перспективных наших разработках расскажет Владислав Васильевич Щербаков — технический директор.

 

В статье рассмотрено. Волоконная оптика, новые возможности.
Области использования. Волоконно-оптические технологии
в военной технике. Высочайшая надежность — ключевой
параметр. «Центр ВОСПИ». Возможности, особенности,
преимущества. Компоненты и аппаратура. Перспективы и планы.

 

В.В.Щербаков 
В.В.ЩЕРБАКОВ
директор ЗАО «Центр ВОСПИ», к.т.н.
Мы беседуем с техническим директором ЗАО «Центр ВОСПИ» Владиславом Васильевичем Щербаковым, к. т.н.

Ф. Э. Владислав Васильевич, расскажите читателям журнала о результатах разработок, проведенных вашим предприятием в последние годы и планах на ближайшие годы.

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ В ВОЕННОЙ ТЕХНИКЕ

В. В. Наше предприятие традиционно ориентировалось на разработку техники для жестких условий эксплуатации, к которой, естественно, относится и военная техника. Изучение потребной скорости передачи информации в отечественных ВиВТ, проведенное несколько лет назад, показало, что для большинства образцов допустимы 100 Мбит/с и лишь в перспективных системах требуется 1 Гбит/с и выше. Освоенная российской промышленностью (в том числе и нашим предприятием) элементная база (полупроводниковые лазеры, фотоприемники, оптические соединители, кабели и пр.) позволяет создавать высоконадежные линии передачи протяженностью до 10 км и сети, работающие на скоростях до 1,25 Гбит/с.

Однако ситуация быстро меняется. С освоением гигагерцового диапазона скоростей разработчики аппаратуры входят во вкус и эти скорости их уже не устраивают. Понимая это, мы с партнерами (НПП «Телам» Васильев М.Г.) сейчас работаем над повышением скорости передачи до 2,5 Гбит/с. Надеюсь, к концу 2015 г. комплект этих электронно-оптических модулей будет готов к серийным поставкам.

Проверка аппаратуры 10 Гбит/с 
Проверка аппаратуры 10 Гбит/с
В 2014 г. мы завершили опытно-конструкторскую разработку приемо-передающих модулей на скорость 10 Гбит/с. Разработка позволила нам приобрести ценный опыт проектирования многослойных печатных плат, обеспечивающих работу на этой скорости. К сожалению, отечественная компонентная база для этих изделий пока не освоена промышленностью. Надеемся, что в ближайшие годы она появится в результате выполнения программ по импортозамещению, а пока мы вынуждены пользоваться импортными передатчиками и приемниками.

За последние годы мы разработали широкую гамму цифровой аппаратуры для локальных вычислительных сетей, в том числе для протокола Gb Ethernet и изготавливаем ее на собственном производстве. Я полагаю, нет необходимости останавливаться на ней подробно, с ней можно ознакомиться на сайте.

Ф.Э. В последнее время увеличился интерес к аналоговым линиям передачи сигналов по волокну. Что ваше предприятие делает в этой области?

АНАЛОГОВАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА

В. В. Появление волоконной оптики произвело революцию и в передаче аналоговых ВЧ и СВЧ сигналов на большие расстояния. В ряде случаев отказаться от аналоговых сигналов невозможно (связь, радиолокация, телеметрия, линии задержки и др.). Оптический сигнал, промодулированный аналоговым ВЧ или СВЧ сигналом, может быть скрытно передан по оптическому волокну на расстояния до десятков километров практически без ослабления (менее 0,5 дБ на км) и необходимости ретрансляции, а также демаскирования его в эфире.

Климатические испытания продукции
Климатические испытания продукции
С помощью отечественных аналоговых передающих и приемных оптоэлектронных модулей можно передавать по оптическому волокну сверхширокополосные аналоговые ВЧ сигналы в полосе 0,1–12 ГГц на расстояние до нескольких километров. В ближайшей перспективе это полоса может быть расширена до 30 ГГц. Ни одна из ранее применявшихся линий передачи ВЧ сигналов (коаксиальных, волноводных, двухпроводных) не позволяет это осуществить. Открываются широкие возможности для создания позиционно разнесенных систем радиолокации, антенных систем, удаленных от пунктов управления и обработки информации, систем разводки гетеродинных, контрольных и синхронизирующих сигналов в крупноапертурных фазированных антенных решетках, прецизионных линий задержки широкополосных сигналов. Линии задержки на оптическом волокне имеют уникальные свойства, поскольку у них величина задержки аналогового сигнала принципиально не зависит от его частоты, эти свойства недоступны линиям задержки, выполненным на иных физических принципах. Это позволяет, например, создавать ложные радиолокационные цели, неотличимые от реальных. Работы, проводимые предприятием в этой области, носят оценочный характер. Некоторые результаты, полученные при выполнении поставочных договоров, приведены на нашем сайте в разделе «Новейшие разработки».

Ф. Э. Судя по разделу «Продукция» сайта вашего предприятия вы выпускаете и компоненты для оптических линий. Что вы могли бы отметить наиболее интересного?

КОМПОНЕНТЫ И АППАРАТУРА

В. В. Мы начинали с блоков и систем, как наиболее готовых к непосредственному применению потребителями. Однако жизнь показала, что нередко компоненты, имеющиеся на отечественном рынке, не устраивают нас по тем или иным параметрам. В таких случаях мы иногда беремся совместно с партнерами за их разработку. Приведу несколько примеров.

Полевой оптический соединитель
Полевой оптический соединитель
1. Несколько лет назад мы получили задание разработать необходимые компоненты для бортовой сети перспективного летательного аппарата. Никакие компоненты, освоенные промышленностью, не отвечали заданным требованиям. Была одновременно проведена разработка гигабитных приемных, передающих, приемопередающих модулей, бортового кабеля, оптических соединителей авиационного стандарта. Все эти изделия освоены в производстве и выпускаются серийно.

Их характеристики приведены на сайте. Можно добавить, что разработанные под требования авиационного борта элементы с успехом используются и для морских применений при монтаже внутри отсеков.

2. При модернизации ЗРК «Печора» потребовались вращающиеся оптические соединители. Надежного поставщика этих изделий требуемого качества найти не удалось. В результате наши конструкторы разработали собственное изделие, защищенное патентом. Соединители поставляются потребителям уже в течение трех лет и число потребителей постоянно растет.

Активный тактический кабель 

Активный тактический кабель

 

На участке микромонтажа

На участке микромонтажа

 

Установка монтажа корпусов BGA
Установка монтажа корпусов BGA
3. Еще один пример: вынужденная инициативная разработка полевого оптического кабеля и полевого оптического соединителя. То, что имелось в Перечне, не выдерживало жестких полевых условий. Многочисленные отказы в условиях жары, трудности при развертывании кабеля в условиях мороза, поломки соединителей при неумелом обращении. В результате для полевых развертываемых сетей нами совместно с партнером — заводом «Псковгеокабель» проведена инициативная разработка полевого кабеля ТУ 3576–014–24118545–2010, отличающегося более стабильными механическими свойствами в диапазоне температур от –60 до +80ºC, светлой окраской внешней оболочки, уменьшающей перегрев на солнце, улучшенной продольной герметичностью.

А совместно с партнером — ЗАО «Соединитель» г. Миасс нами разработан 4-х контактный полевой оптический соединитель КЕФС.203733.006, освоенный в производстве.

По сравнению с ранее использовавшимися полевыми соединителями он обладает более высокой надежностью в эксплуатации и при этом более низкой стоимостью. Отказы прекратились.

4. К удачным инициативным разработкам можно отнести активный тактический кабель, т. н. «Волстрон». Его использование позволяет избавиться от разъемных оптических соединений, эксплуатация которых в полевых условиях сопряжена с проблемами. Оба конца полевого волоконно-оптического кабеля оканчиваются многоконтактными лектрическими вилками, надежно работающими в жестких полевых условиях.

Преобразование в оптический сигнал происходит в дуплексном электронно оптическом конверторе, размещенном в герметичном корпусе соединителя. Скорость передачи по активному полевому волоконно-оптическому кабелю может достигать 1 Гбит/с, дальность связи — до 1 км с возможностью наращивания до 10 км с помощью километровых вставок с вышеупомянутыми оптическими соединителями.

Ф. Э. Все изделия, о которых вы рассказали, используются в системах, предъявляющих к ним высочайшие требования по надежности. Как вам удается ее обеспечить в условиях производства малого предприятия?

НАДЕЖНОСТЬ — КЛЮЧЕВОЙ ПАРАМЕТР

В. В. Вы правы, надежность — наша главная и постоянная забота. Для ее обеспечения (а мы ведь вынуждены применять материалы и компоненты индустриального назначения, не имеющие специальных условий приемки) нам приходится проводить 100 % технологический контроль изделий: на герметичность, на предельно повышенной и пониженной температурах, влажности, вибро-, ударных воздействиях, ресурсных испытаний на приработку. Только те изделия, которые без замечаний прошли все технологические испытания, передаются на приемку в ОТК. Это, естественно, снижает выход годных и повышает себестоимость, но мы считаем это оправданным.

Для совершенствования условий производства мы планомерно за собственные средства (по существующим законам бюджетные средства на переоснащение малых предприятий не выделяются) приобретаем современное технологическое и метрологическое оборудование. Как я уже говорил ранее, мы ежегодно проводим исследования и разработки (нередко совместно с партнерами) за собственные средства, не дожидаясь открытия госбюджетных конкурсных НИОКР, если уверены в востребованности их результатов.

Но главное наше богатство — дружный коллектив специалистов-разработчиков, конструкторов и рабочих, преданных своему делу и работающих не за страх, а за совесть!

Ф. Э. Позвольте вам пожелать дальнейших успехов!

Коллектив Центра ВОСПИ